Отец Николай Данелия (1902—1981), инженер-путеец, бригадир, начальник шахты, главный инженер Метростроя Москвы и СССР, генерал-майор. Мать Мери Анджапаридзе (1904—1980), работала на «Мосфильме» ассистентом, вторым режиссёром; автор нескольких короткометражных фильмов, лауреат Сталинской премии I степени (1950).
Тётя — Верико Анджапаридзе (1897—1987), актриса театра и кино, театральный режиссёр, педагог, народная артистка СССР (1950); её муж — Михаил Чиаурели (1894—1974), режиссёр театра и кино, актёр, сценарист, скульптор, художник-иллюстратор, педагог, народный артист СССР (1948).
Двоюродная сестра — Софико Чиаурели (1937—2008), актриса театра и кино.
Первая жена (1951—1956) — Ирина Семёновна Гинзбург, адвокат, дочь первого заместителя министра нефтяной промышленности СССР, первого наркома строительства СССР Семёна Захаровича Гинзбурга. Дочь Светлана Данелия, юрист.
С 1957 по 1984 год жил с Любовью Соколовой (1921—2001), актрисой театра и кино, народной артисткой СССР (1990). Сын, Николай Соколов-Данелия (1959—1985), режиссёр, поэт, художник[14]; погиб в 26 лет[15].
Вторая жена — Галина Юркова-Данелия (род. 1944), актриса, режиссёр-постановщик. Приёмный сын — Кирилл Данелия (род. 1968), художник, коллекционер, антиквар[16].
Простая советская семья